Close Menu
ناس مصر
  • الرئيسية
  • اخر اخبار
  • سياسة
  • اقتصاد
  • تكنولوجيا
  • رياضة
  • علوم وصحة
  • مقالات
  • منوعات

اشترك في الإشعارات

انضم الى قائمة الإشعارات البريدية ليصلك كل جديد مباشرة الى بريدك الإلكتروني

رائج الآن

جدول مباريات دور الـ32 من كأس خادم الحرمين الشريفين 2025 – 2026

هل ليفربول قادر على الاستفادة من أخطائه مع مرور الوقت؟

‫  مشيرب قلب الدوحة تطلق النسخة الثالثة من فعالية القائمة المدرسية

فيسبوك X (Twitter) الانستغرام
فيسبوك X (Twitter) الانستغرام
ناس مصر
النشرة البريدة
  • الرئيسية
  • اخر اخبار
  • سياسة
  • اقتصاد
  • تكنولوجيا
  • رياضة
  • علوم وصحة
  • مقالات
  • منوعات
ناس مصر
أنت الآن تتصفح:الرئيسية»علوم وصحة»البوروفين يتفوق على الغرافين المعجزة.. ثورة في الأجهزة الطبية والإلكترونيات
علوم وصحة

البوروفين يتفوق على الغرافين المعجزة.. ثورة في الأجهزة الطبية والإلكترونيات

فريق التحريرفريق التحريرالخميس 30 مايو 6:41 م00
شاركها فيسبوك تويتر واتساب بينتيريست لينكدإن Tumblr تيلقرام البريد الإلكتروني

يبدو أن “الغرافين” لن يصبح متربعا على عرش المواد بلقب “المادة المعجزة”، وذلك لوجود مادة جديدة نجح باحثون من جامعة ولاية بنسلفانيا الأميركية في تحضيرها تجاوزت خصائص الغرافين الرائعة التي كانت تعتبر فتحا كبيرا في عالم المواد.

واكتُشفت مادة الغرافين في 2004، وكانت سببا قبل  نحو 14 عاما في حصول العالِمين بجامعة مانشستر، أندريه جيم وكونستانتين نوفوسيلوف، على جائزة نوبل. وتتكون الغرافين من طبقة واحدة من ذرات الكربون مرتبة في شبكة ثنائية الأبعاد على شكل قرص العسل، وتعد واحدة من أنحف المواد، ورغم ذلك فهي تفوق الفولاذ قوة بنحو 100 مرة.

وفوق كل ذلك، فهي من أكثر المواد التي عرفتها البشرية في التوصيل الكهربائي، كما أنها مرنة للغاية إذ يمكن ثنيها أو تمديدها دون أن تفقد خصائصها، كما أنها شفافة مما يسمح للضوء بالمرور من خلالها، وأهلتها هذه الخصائص المميزة للدخول في كثير من التطبيقات، لا سيما الطبية منها.

البوروفين اللولبي تفوّق على الغرافين في خصائص الوزن والمرونة والموصلية الكهربائية (صورة بالذكاء الاصطناعي)

 

وتحمل دراسة جديدة نشرتها دورية “إيه سي إس نانو”، بُشْريات وجود نسخة معدلة من مادة البوروفين، ثنائية الأبعاد وأكثر موصلية وأرق وأخف وزنا وأقوى وأكثر مرونة من الغرافين.

والبوروفين نسخة رقيقة ذريا من البورون (عنصر كيميائي شبه فلز يوجد في المعادن مثل البوراكس  والكيرنيت)، وصنع أول مرة في عام 2015، وجعله الباحثون أفضل من الغرافين من خلال إكسابه الخاصية ” اللولبية ” أو “عدم التناظر”.

و”اللولبية ” تعني وجود نسختين من شيء ما تمثلان صورتين معكوستين لبعضهما البعض، لكن لا يمكنك مطابقتهما تماما عن طريق قلبهما أو تدويرهما، مثل يدك اليسرى ويدك اليمنى، فهما تبدوان متشابهتين ولكنهما متضادتان، وبالتالي فإن القُفاز الأيسر لن يناسب يدك اليمنى.

وتكون العديد من الجزيئات “لولبية”، مثل بعض الجزيئات التي تشكل أجسامنا أو الأدوية، ويمكن أن تؤثر هذه الصفة في كيفية عملها في أجسامنا، فقد تعمل نسخة واحدة من الجزيء بشكل جيد كدواء، في حين أن النسخة الأخرى قد لا تعمل أو يمكن أن تكون ضارة.

وبالنسبة لمادة البوروفين، فإن منحها صفة “اللولبية ” يعني جعلها تتخذ شكلا أعسر أو أيمن، ويمكن أن يغير ذلك كيفية تفاعلها مع الخلايا والجزيئات في الجسم، مما يجعلها مفيدة لأشياء مثل الأجهزة الطبية أو توصيل الأدوية بشكل أكثر استهدافا.

والبوروفين بطبيعته متعدد الأشكال من الناحية الهيكلية، مما يعني أنه يمكن ترتيب ذراته في تكوينات مختلفة لإعطائه أشكالا وخصائص مختلفة، تماما مثل كيفية بناء مجموعة مكعبات الليغو في هياكل مختلفة، ويمنح هذا الباحثين القدرة على “ضبطه لمنحه خصائص مختلفة، بما في ذلك “اللولبية”.

Dipanjan Pan, left, Dorothy Foehr Huck & J. Lloyd Huck Chair Professor in Nanomedicine and professor of materials science and engineering and of nuclear engineering, with Teresa Aditya, postdoctoral researcher in nuclear engineering, and David Skrodzki, graduate research assistant in materials science and engineering, in Pan's lab. All three were authors of the study. Credit: Dipanjan Pan. All Rights Reserved.
رئيس الفريق البحثي “ديبانجان بان” مع باحثَين من أعضاء مختبره يشاركان بالدراسة (جامعة ولاية بنسلفانيا الأميركية)

كيف أمكن إكساب البوروفين الخصائص “اللولبية”؟

ومُنح البوروفين الخصائص “اللولبية” بمجموعة من الخطوات التي تشرحها الدراسة على النحو التالي:

  • البدء بمسحوق “البورون”: بدأ الباحثون باستخدام مسحوق “البورون” كمادة خام، واستخدموا موجات صوتية عالية الطاقة لمعالجة المسحوق، وهذه العملية تكسره إلى طبقات رقيقة ذريا، لتشكل قطعا مسطحة صغيرة تسمى صفائح البوروفين.
  • الخلط مع الأحماض الأمينية: تُخلط صفائح البوروفين بعد ذلك مع أحماض أمينية مختلفة في محلول سائل، والأحماض الأمينية هي جزيئات لها خصائص لولبية (أشكال أعسر أو أيمن).
  • نقل “اللولبية”: تسببت عملية الخلط بالتصاق ذرات الكبريت من الأحماض الأمينية بصفائح البوروفين، وتأثرت الطريقة التي ارتبطت بها ذرات الكبريت بالبوروفين في حالة الأحماض الأمينية المستخدمة (سواء أكانت يمنى أم يسرى)، وهذا النمط من الترابط يمنح صفائح البوروفين صفة “اللولبية”، مما يجعلها يمنى أو يسرى.
  • مراقبة التفضيلات الملزمة: لاحظ الباحثون أن ذرات الكبريت الموجودة في الأحماض الأمينية تُفضل مواقع ربط محددة على البوروفين مقارنة بذرات النيتروجين التي لا تفضل ذلك، مما يؤثر في كيفية نقل “اللولبية”.
  • اختبار التفاعلات مع الخلايا: تعرضت بعد ذلك صفائح البوروفين “اللولبية” لخلايا الثدييات في طبق مختبري، ولاحظ الباحثون كيف تتفاعل صفائح البوروفين “اللولبية” مع أغشية الخلايا وتقتحمها، ووجدوا أن الصفائح اليمنى واليسرى تتفاعل بشكل مختلف مع الخلايا.
للاستخدام الداخلي فقط - صفائح البوروفين "اللولبية" تفاعلت مع أغشية الخلايا بشكل أفضل، وكان تفاعل الصفائح اليمنى واليسرى مع الخلايا بشكل مختلف (صورة منتجة بالذكاء الإصطناعي)
صفائح البوروفين “اللولبية” تفاعلت مع أغشية الخلايا بشكل أفضل وكان تفاعل الصفائح اليمنى واليسرى مع الخلايا مختلفا (صورة بالذكاء الاصطناعي)

ثورة في التطبيقات

ويتوقع أستاذ علوم وهندسة المواد والهندسة النووية والباحث الرئيسي بالدراسة “ديبانجان بان”، في بيان أصدره موقع جامعة ولاية بنسلفانيا الأميركية، أن يكون البوروفين “اللولبي” مفيدا في العديد من التطبيقات، منها:

  • الأجهزة الطبية وزراعة الأعضاء: فيمكن استخدامه لتطوير أجهزة استشعار حيوية حساسة للغاية يمكنها اكتشاف جزيئات حيوية معينة بدقة أكبر، وهذا يمكن أن يحسن أدوات التشخيص والرصد في الوقت الحقيقي للعمليات البيولوجية، كما يمكن أن يؤدي التفاعل الفريد لهذه المادة الجديدة مع الخلايا إلى أجهزة طبية قابلة للزرع أكثر أمانا وفعالية، ويمكن لهذه الأجهزة أن تتكامل بسلاسة أكبر مع أنسجة الجسم، مما يقلل من خطر الرفض ويحسن الأداء الوظيفي.
  • أنظمة توصيل الأدوية: ويمكن تسخير قدرة المادة الجديدة على التفاعل بشكل مختلف مع أنواع الخلايا المختلفة لإنشاء أنظمة توصيل الأدوية المستهدفة، ويمكن توصيل الأدوية مباشرة إلى خلايا معينة مثل الخلايا السرطانية، مما يقلل من الآثار الجانبية ويحسن فعالية العلاج، ويمكن استخدام الخصائص الهيكلية للمادة لتصميم حاملات الأدوية التي تطلق حمولتها بطريقة خاضعة للرقابة، مما يعزز النتائج العلاجية.
  • التصوير الطبي: ويمكن للمادة الجديدة تحسين دقة تقنيات التصوير الطبي، حيث يؤدي تفاعلها مع الجزيئات البيولوجية إلى حدوث تباين أفضل وصور أكثر تفصيلا للأنسجة والخلايا.
  • الطاقة والإلكترونيات: مرونة البوروفين “اللولبي” وتوصيله الكهربائي العالي، تجعل منها مادة مناسبة لتطوير الجيل التالي من الأجهزة الإلكترونية المرنة، بما في ذلك أجهزة الاستشعار وشاشات العرض القابلة للارتداء، ويمكن أيضا استكشاف خصائصه لاستخدامه في البطاريات والمكثفات الفائقة، وهو ما قد يؤدي إلى حلول أكثر كفاءة لتخزين الطاقة.

البحوث البيولوجية والمحفزات الكيميائية

وإلى جانب هذه التطبيقات التي أشار إليها “بان”، يقول الباحث في علوم المواد بجامعة لوند السويدية “حمدي الغيطي” في حديث عبر تطبيق زوم مع “الجزيرة نت”: إن الخصائص التي كشفت عنها الدراسة تجعل البوروفين اللولبي مادة مناسبة لدراسة كيفية تفاعله مع الجزيئات البيولوجية المختلفة، مما يساعد على فهم العمليات البيولوجية الأساسية.

ويرشح الغيطي استخدام البوروفين اللولبي كمحفز في التفاعلات الكيميائية، لا سيما تلك التي تكون فيها الحالة اللامركزية مهمة، كما هو الحال في إنتاج المستحضرات الصيدلانية، ويمكن أيضا تطبيق حساسيتها للجزيئات المختلفة في إنشاء أجهزة استشعار للكشف عن الملوثات أو المواد الخطرة في البيئة.

ومثل الغرافين، يتوقع الغيطي أن تكون هناك المزيد من التطبيقات لتلك المادة غير مطروحة بعد، حيث يمكن أن يؤدي معالجتها على المستوى النانوي إلى فتح إمكانيات واسعة في كل من البحث العلمي والتطبيقات العملية.

شاركها. فيسبوك تويتر بينتيريست واتساب تيلقرام البريد الإلكتروني

المقالات ذات الصلة

تشاهدها بعينيك.. دليلك لرصد أمطار “شهب البرشاويات” بداية من الليلة

علوم وصحة الثلاثاء 12 أغسطس 7:44 م

علم الفيزياء يوضح كيفية هبوط القطط دائما على أقدامها

علوم وصحة الثلاثاء 12 أغسطس 4:40 م

الدماغ يتسبب بمشكلة خطيرة لمرضى السكري واستهدافه قد يحلها

علوم وصحة الثلاثاء 12 أغسطس 3:33 م

هل كوننا مجرد غشاء يطفو على أطراف واقع أغرب بكثير؟

علوم وصحة الثلاثاء 12 أغسطس 1:38 م

كيف يستعد الجهاز المناعي للرضاعة الطبيعية؟

علوم وصحة الثلاثاء 12 أغسطس 1:31 م

النهر المغلي بالأمازون وجهة سياحية وأعجوبة علمية غير مفسرة

علوم وصحة الثلاثاء 12 أغسطس 9:32 ص

مفاجأة علمية.. كيميائيون يبتكرون بلاستيك مرن وقوي وقابل للتحلل بسهولة

علوم وصحة الإثنين 11 أغسطس 9:16 م

رحلة إلى ثقب أسود.. الصين تعتقد أن هذا الحلم ممكن

علوم وصحة الإثنين 11 أغسطس 7:14 م

مرصد هابل يكتشف “نجم زومبي” نجا من الموت وعاد ليشع

علوم وصحة الإثنين 11 أغسطس 5:12 م
عاجل الآن

‫ جوجل تطور منصة ذكاء اصطناعي تفوق شات جي بي تي 4

الإثنين 18 سبتمبر 5:55 ص164 زيارة

مصر تطالب بتعديل حدود القاهرة التاريخية واليونسكو تكشف للجزيرة شروطها

الأحد 01 أكتوبر 10:14 م119 زيارة

‫ البيئة: 10 أنواع طيور برية مسموح بصيدها

الثلاثاء 29 أغسطس 7:18 ص100 زيارة

الذكاء الاصطناعي في الهندسة المدنية

الأحد 11 فبراير 12:15 ص81 زيارة

أمير جازان يدشّن مهرجان الفل والنباتات العطرية بمحافظة أبو عريش

الأربعاء 27 سبتمبر 9:52 م80 زيارة
Demo
رائج الآن

جدول مباريات دور الـ32 من كأس خادم الحرمين الشريفين 2025 – 2026

بواسطة فريق التحريرالثلاثاء 12 أغسطس 9:14 م

هل ليفربول قادر على الاستفادة من أخطائه مع مرور الوقت؟

بواسطة فريق التحريرالثلاثاء 12 أغسطس 9:11 م

‫  مشيرب قلب الدوحة تطلق النسخة الثالثة من فعالية القائمة المدرسية

بواسطة فريق التحريرالثلاثاء 12 أغسطس 9:03 م
رائج الآن

جدول مباريات دور الـ32 من كأس خادم الحرمين الشريفين 2025 – 2026

هل ليفربول قادر على الاستفادة من أخطائه مع مرور الوقت؟

‫  مشيرب قلب الدوحة تطلق النسخة الثالثة من فعالية القائمة المدرسية

اخترنا لك

هل ليفربول قادر على الاستفادة من أخطائه مع مرور الوقت؟

‫  مشيرب قلب الدوحة تطلق النسخة الثالثة من فعالية القائمة المدرسية

‫ تغريم الزمالك المصري بسبب تجاوزات جماهيره ضد زيزو

اشترك في الإشعارات

انضم الى قائمة الإشعارات البريدية ليصلك كل جديد مباشرة الى بريدك الإلكتروني

2025 © ناس مصر. جميع حقوق النشر محفوظة.
  • من نحن
  • سياسة الخصوصية
  • الشروط والاحكام
  • اتصل بنا

اكتب كلمة البحث ثم اضغط على زر Enter